人教版高中物理一轮复习试题:第二章
(常考题)人教版高中物理必修一第二章《匀变速直线运动的研究》测试卷(答案解析)
一、选择题1.以10m/s 的速度沿平直公路行驶的汽车,遇障碍物刹车后获得大小为4 m/s 2的加速度,刹车后第3 s 内汽车的位移大小为( )A .12.5 mB .2mC .10 mD .0.5 m 2.一质点以某初速度开始做匀减速直线运动,经2.5s 停止运动。
若质点在这2.5s 内开始运动的第1秒内的位移为x 1,第2秒内的位移为x 2,则x 1 :x 2为( )A .2:1B .3:1C .5:3D .6:53.从离地面高为 1.25m h =的高空自由落下一个小球,不计空气阻力,取210m/s g =。
小球落地的速度大小和最后0.1s 内下落的位移大小分别为( )A .5m/s ,0.45mB .5m/s ,0.25mC .10m/s ,0.45mD .10m/s ,0.25m4.如图所示,甲同学用手拿着一把长50cm 的直尺,并使其处于竖直状态;乙同学把手放在直尺零刻度线位置做抓尺的准备。
某时刻甲同学松开直尺,乙同学看到后立即用手抓直尺,手抓住直尺位置的刻度值为20cm ;重复以上实验,乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm 。
直尺下落过程中始终保持竖直状态。
若从乙同学看到甲同学松开直尺,到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”,取重力加速度g =10m/s 2。
则下列说法错误的是( )A .乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间,直尺的速度约为4m/sB .乙同学第一次的“反应时间”比第二次长C .若某同学的“反应时间”大于0.4s ,则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”D .若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值,则可用上述方法直接测出“反应时间”5.如图所示,左图为甲、乙两质点的v - t 图像,右图是在同一直线上运动的物体丙、丁的位移图像。
下列说法中正确的是( )A .质点甲、乙的速度相同B .不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离一定越来越大C .丙的出发点在丁前面的x 0处D .丙的运动比丁的运动快6.关于某质点的x -t 图像(如图甲所示)和另一质点的v -t 图像(如图乙所示)的分析,下列说法正确的是()A.两质点在3s内速度的方向都没有变化B.两质点在3s内的位移大小都为3mC.图甲中质点在3s内做匀速直线运动,图乙中质点在3s内做匀变速直线运动D.图甲中质点在前1s内与后2s内速度的大小之比为2:1,图乙中质点在前1s内与后2s 内加速度的大小之比为2:17.如图所示,木块A、B并排且固定在水平桌面上,A的长度是L,B的长度是2L,一颗子弹沿水平方向以v1射入A,以速度v2穿出B,子弹可视为质点,其运动可视为匀变速直线运动,则子弹穿出A时的速度为()A.221223+v vB.22123v v+C.1223v v+D.123v8.一质点做直线运动的位置坐标x与时间t的关系为x=5+6t-t2(各物理量均采用国际单位制),则下列说法正确的是()A.t=0时刻的位置坐标为6mB.初速度大小为5m/sC.前2s内的平均速度是4m/sD.运动的加速度大小为3m/s29.如图所示,将可视为质点的小球置于空心管的正上方h处,空心管长度为H,小球与管的轴线重合。
人教版高中物理必修一第二章自由落体运动专题训练含答案
C.速度改变量的大小为 D.平均速度大小为 ,方向竖直向上
三、实验题
13.某同学用下图所示装置测定重力加速度的大小,已知打点的频率为50Hz,请回答下列问题:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、重物、铁架台、夹子、导线及开关外,在下面的器材中,还必须使用的有(______)
四、解答题
15.如下图所示,直杆长L1=0.5m,圆筒高为L2=3.7m。直杆位于圆筒正上方H=0.8m处。直杆从静止开始做自由落体运动,并能竖直穿越圆筒。试求(取g=10m/s2)
(1)由释放到直杆下端刚好开始进入圆筒时经历的时间t1;
(2)直杆穿越圆筒所用的时间t。
16.矿井深80米,在井口每隔一段相等的时间落下一小球,当第9个小球刚从井口开始下落时,第1个小球恰好达到井底,求:(g取10m/s2)
A.加速度为0B.位移为2.5mC.速度变化为0D.平均速度为0
3.如图所示, 两棒的长度相同, 的下端和 的上端相距 。若 同时运动, 做自由落体运动, 做竖直上抛运动且初速度 取 ),则 相遇时 的速度大小为( )
A. B. C. D.
4.一个小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点,不计空气阻力。已知它经过b点时的速度为v,经过c点时的速度为1.5v。则ab段与bc段位移之比为( )
B.小球下落的加速度为
C.小球在位置“3”的速度为
D.小球在位置“5”的速度为
10.甲物体的质量是乙物体的2倍,甲从H高处自由下落,乙从2H高处与甲同时自由下落,下述正确的是( )
A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速度比乙的速度大
B.下落过程中,下落1s末时,它们的速度相同
C.下落过程中,各自下落1m时,它们的速度相同
2022高中物理复习试题第2章相互作用测试(1)
m A. 5 第二章相互作用测试一、选择题(40 分) 1.(单项选择)一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用, 木块处于静止状态,如右图所示,其中F 1=10N ,F 2=2N .假设撤去F 1,那么木块受到的摩擦力为( )A .10N ,方向向左B .6N ,方向向右C .2N ,方向向右D .0解析 当物体受 F 1、F 2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件,可知物体所受的摩擦力的大小为 8N ,可知最大静摩擦力 Ff max ≥8N .当撒去力 F 1后,F 2=2 N<Ff max , 物体仍处于静止状态,由平衡条件,可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的 F 2等大反向.C 项正确.答案 C2.(多项选择)两个共点力F 1、F 2大小不同,它们的合力大小为F ,那么( )A .F 1、F 2同时增大一倍,F 也增大一倍B .F 1、F 2同时增加 10 N ,F 也增加 10 NC .F 1增加 10 N ,F 2减少 10 N ,F 一定不变D .假设 F 1、F 2中的一个增大,F 不一定增大解析 F 1、F 2同时增大一倍,F 也增大一倍,选项 A 正确;F 1、F 2同时增加 10N ,F 不一定增加 10N ,选项 B 错误;F 1增加 10N ,F 2减少 10N ,F 可能变化,选项 C 错误; 假设 F 1、F 2中的一个增大,F 不一定增大,选项 D 正确.答案 AD3.(单项选择)如下列图,墙上有两个钉子 a 和 b ,它们的连线与水平方向的夹角为 45°,两者的高度差为 l .一条不可伸长的轻质细绳一端固定于 a 点,另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m 1 的重物.在绳子距 a l 端2的 c 点有一固定绳圈.假设绳圈上悬挂质量为 m 2的钩码,平衡后绳的 ac m 1 段正好水平,那么重物和钩码的质量比 为( ) 2 B .232解析 物理关系mg sin α=mg ,几何关系sin αl 2 m 1=1 2 项.答案 C5,所以m 2 2 ,选4.(单项选择)(2022·青岛模拟)如右图所示,斜面固定在地面上,倾角为 37°(sin37° =0.6, cos37°=0.8),质量为 1 kg 的滑块以一定的初速度沿斜面向下滑,斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.8.该滑块所受摩擦力F f 随时间变化的图象是以下列图中的(取初速度方向为正方向,g =10 m/s 2)( )解析 由于重力的下滑分力小于滑动摩擦力,即mg sin37°<μmg cos37°,滑块沿斜面做减速运动,并且斜面足够长,滑块最终一定停在斜面上.下滑阶段滑动摩擦力f 1=μmg cos37° =6.4 N ,方向沿斜面向上;静止在斜面上后,静摩擦力 f 2=mg sin37°=6 N ,方向沿斜面向上.由于取初速度方向为正方向,故 A 项正确,B 、C 、D 选项错误.答案 A5.(多项选择)(2022·菏泽模拟)如右图所示,两个轻质小环A 、B 套在光滑固定的水平杆上, 两环间距为a ,用原长为l 的轻质橡皮条分别连接两环(a <l <2a ),在橡皮条中间加一竖直向上的力F ,在两环上分别施加大小相等的作用力,使橡皮条拉成一个与杆围成边长为a 的正三角形保持平衡,那么关于施加在两环上的作用力,以下说法中正确的选项是()A .假设沿橡皮条方向,大小应为3FB F .假设沿垂直橡皮条方向,大小应为3C D = = D. 2;假设施加在两环上的作用力 = 3 解析 设环受到橡皮条的拉力为T ,F 的作用点受力分析如图甲所示,由力平衡条件可得,2T cos30°=F ,即 T =3FF ′沿橡皮条方向,那么环受二力平衡,有F ′=T 3F ,选项A 项正确;假设沿垂直橡皮条方向,那么左环受力分析如图乙所示,有F ′=T tan30° F B 正确;假设沿杆方向,那么左环受力分析如图丙,有 F ′=T cos60°=3,选项=3F ,选项 C 错,D 项对. 答案 ABD6.(多项选择)(2022·潍坊市月考)物体B 靠在水平天花板上,在竖直向上的力F 作用下,A 、B 保持静止,A 与 B 间的动摩擦因数为 μ1,B 与天花板间的动摩擦因数为 μ2,那么关于 μ1、μ2 的值以下判断可能正确的选项是( ) A .μ1=0,μ2≠0B .μ1≠0,μ2=0C .μ1=0,μ2=0D .μ1≠0,μ2≠0解析 以 A 、B 整体为研究对象,可知天花板与 B 间无摩擦,所以不能判断天花板和 B 物体之间是否光滑;以 A 为研究对象,A 受力情况如下列图,由平衡条件可判断 A 一定受到 B 对它的摩擦力作用,所以 A 、B 之间一定不光滑.答案 BD7.(单项选择)一轻杆 AB ,A 端用铰链固定于墙上,B 端用细线挂于墙上的 C 点,并在B 端挂一重物,细线较长使轻杆位置如图甲所示时,杆所受的压力大小为 F N1,细线较短使轻杆位置如图乙所示时,杆所受的压力大小为 F N2,那么有( )A.F N1>F N2B.F N1<F N2C.F N1=F N2D.无法比较解析轻杆一端被铰链固定在墙上,杆上的弹力方向沿杆的方向.由牛顿第三定律,可知杆所受的压力与杆对B点细线的支持力大小相等,方向相反.对两种情况下细线与杆接触点B F N1 mgF N2mg受力分析,如图甲、乙所示,由图中几何关系,可得AB =AC,AB =AC,故F N1=F N2,选项C 正确.答案 C8.(单项选择)某物体在n个共点力的作用下处于静止状态,假设把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°,而保持其大小不变,其余力保持不变,那么此时物体所受的合力大小为( )B. 2F1A.F1C.2F1D.0解析物体受n个力处于静止状态,那么其中(n-1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向,故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1,且与F1方向相反,故当F1转过90°后,物体受到的合力大小应为2F1,选项B项正确.答案 B9.(多项选择)如下列图,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,A、B都处于静止状态,现将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,以下说法中正确的选项是( )A.B与水平面间的摩擦力增大B.绳子对B的拉力增大C.悬于墙上的绳所受拉力不变D.A、B 静止时,图中α、β、θ三角始终相等解析因为将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,所以绳中的拉力大小始终等于A 的重力,通过定滑轮,绳子对B的拉力大小也等于A的重力,而B移至C点后,右侧绳子与水平方向的夹角减小,对B进行受力分析可知,B受到水平面的静摩擦力增大,所以选项A 正确,选项B 错误;对滑轮受力分析可知,悬于墙上的绳所受拉力等于两边绳的合力,由于两边绳子的夹角变大,两边绳的合力将减小,选项C 错误;由几何关系可知α、β、θ三角始终相等,选项D 正确.答案AD10.(多项选择)如下列图,一辆质量为M 的汽车沿水平面向右运动,通过定滑轮将质量为m 的重物A 缓慢吊起.在吊起重物的过程中,关于绳子的拉力F T、汽车对地面的压力F N 和汽车受到的摩擦力F f随细绳与水平方向的夹角θ变化的图象中正确的选项是( )解析因为绳子跨过定滑轮,故绳子张力等于重物A 的重力,A 项正确;由牛顿第三定律可知,汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力,故以汽车为研究对象,受力分析得F N=Mg-F T sinθ,取θ=0 时,F N=Mg,B 项错误;因为缓慢吊起重物,汽车可视为处于平衡状态,故有F f=F T cosθ,应选项C 对,D 项错.答案AC二、实验题(20 分)11.以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系〞的实验.(1)以下的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是.A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0C .将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重),并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺D .依次在弹簧下端挂上 2 个、3 个、4 个、…钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码E .以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式,首先尝试写成一次函数,如果不行那么考虑二次函数F .解释函数表达式中常数的物理意义 (2)这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在如图中坐标上已 描出:①在图中的坐标上作出 F •x 图线.②写出曲线的函数表达式(x 用cm 作单位):.解析 (1)此题考查探究弹簧弹力与形变关系的实验,意在考查学生对实验步骤的识记、实验数据的处理方法、分析归纳能力.根据实验先后顺序可知,实验步骤排列为CBDAEF. (2)②由图象可得k F 0.43N/cm ,所以F =0.43x (N). =x =答案 (1)CBDAEF (2)①如下列图②F =0.43x (N)12.某同学在做“互成角度的两个力的合成〞实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小,如图(a)所示.(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下 F 1和 F 2的合力图示,并用 F 表示此力.(2)有关此实验,以下表达正确的选项是.A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D.假设只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个比较符合实验事实(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示).答:(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)答:解析(1)以F1、F2为邻边作平行四边形,其对角线OF 即为所求的合力(如下列图).(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零,它们之间不是合力与分力的关系,B 项错误;结点位置不变,合力不变,当一只弹簧测力计的拉力大小改变时,另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变,故D 项错误;正确的选项只有A、C.(3)用平行四边形定那么求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差,但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上,故甲同学实验得到的结果符合实验事实.(4)①F1的方向比真实方向偏左;②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;③作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行.(任选其二)答案(1)见解析图(2)AC (2)甲同学实验得到的结果(4)见解析三、计算题(40 分) 13.如下列图,倾角θ=37°,质量M=5 kg 的粗糙斜面位于水平地面上,质量m=2 kg的木块置于斜面顶端,从静止开始匀加速下滑,经t=2 s 到达底端,运动路程L=4 m,在此过程中斜面保持静止(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取10 m/s2).求:(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;(2)地面对斜面的支持力大小.解析 (1)木块做匀加速运动,有L12 =2at所以a 2L 2×42 2=t 2 =22 m/s =2m/s 木块受力如图甲所示,由牛顿第二定律,得mg sin37°-F f 1=ma F f 1=mg sin37°-ma =2×10×0.6 N -2×2 N =8 N F N1=mg cos37°=2×10×0.8 N =16 N斜面受力如图乙所示,由共点力平衡,地面对斜面摩擦力F f 2=F N1′sin37°-F f 1′cos37°=16×0.6 N -8×0.8 N =3.2 N方向水平向左. (2)地面对斜面的支持力F N2=Mg +F N1′cos37°+F f 1′sin37°=5×10 N +16×0.8 N +8×0.6 N =67.6 N答案 (1)3.2N 水平向左(2)67.6 N14.如下列图,质量为 m 的小球置于倾角为 30°的光滑斜面上,劲度系数为 k 的轻弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的 P 点,小球静止时,弹簧与竖直方向的夹角为 30°, 那么弹簧的伸长量为多少解析 以小球为研究对象受力分析可知,小球静止,因此有F cos30°=mg sin30°,可得 弹簧弹力FF =kx ,因此弹簧的伸长量x3mg 3k答案 15.(2022·徐州月考)如下列图,半径为 R 的半球支撑面顶部有一小孔.质量分别为 m 1 和 m 2的两只小球(视为质点),通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连,不计所有摩擦.请你分析:(1)m 2小球静止在球面上时,其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为 θ, 那么 m 1、m 2、θ 和 R 之间应满足什么关系(2)假设 m 2小球静止于 θ=45°处,现将其沿半球面稍稍向下移动一些,那么释放后 m 2能否回到原来位置解析 (1)根据平衡条件,有m 2g cos θ=m 1g 所以m =m cos θ(或cos θ m 1),与R 无关.1 2 =m 2(2)因 m 2所受的合力为 m 2g cos θ′-m 1g =m 2g (cos θ′-cos45°)>0( 因为 θ′<45°) ,所以 m 2将向下运动,m 2不能回到原来位置.答案 (1)m 1=m 2cos θ,与R 无关(2)不能 m 2向下运动16.(2022·高考题改编)在机械设计中常用到下面的力学原理,如下列图,只要使连杆 AB 与滑块 m 所在平面间的夹角 θ 大于某个值,那么,无论连杆 AB 对滑块施加多大的作用力,都不可能使之滑动,且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大,滑块就越稳定,工程力学上称这为“自锁〞现象(设滑块与所在平面间的动摩擦因数为 μ),μ 满足什么条件才能使滑块满足“自锁〞现象解析 滑块m 的受力如下列图,建立直角坐标系,将力F 正交分解,由物体平衡条件, 可知竖直方向:F N=mg+F sinθ水平方向:F cosθ=F f≤μF N由以上两式,解得F cosθ≤μmg+μF sinθ因为力F 很大,所以上式可以写成:F cosθ≤μF sinθ故应满足的条件为μ≥cotθ答案μ≥cotθ。
高中物理一轮复习第二章 实验二 探究弹簧弹力与形变量的关系
(3)改变所挂钩码的质量,测出对应的弹簧长度,记录m2、m3、m4、m5和 相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5,并得出每次弹簧的伸长量x2、x3、x4、x5.
钩码个数
长度
伸长量x
钩码质量m
弹力F
0
l0
1
l1
x1=l1-l0
m1
F1
2
l2
x2=l2-l0
m2
F2
3
l3
x3=l3-l0
m3
F3
…
…
…
例6 某实验小组通过实验探究弹簧的劲度系数k与其 长度(圈数)的关系.实验装置如图所示.一均匀长弹簧竖 直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固 定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处; 通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0 指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为 x0;挂有质量为0.100 kg的砝码时,各指针的位置记为x.
=mg-kΔx,即FN=mg-k(x-x0),
得图像的斜率绝对值为弹簧的劲度系数,
由图像可知k=ΔΔFxN=0.194
6.00 0-0.122
0
N/m
≈83.3 N/m.
考向3 实验目的的创新
例5 (2022·湖南卷·11)小圆同学用橡皮筋、同种一元硬币、刻度尺、塑 料袋、支架等,设计了如图(a)所示的实验装置,测量冰墩墩玩具的质量. 主要实验步骤如下:
2.实验器材 铁架台、 弹簧 、刻度尺、 钩码若干 、坐标纸等. 3.实验步骤 (1)将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然 伸长状态时的长度l0,即原长. (2)如图所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出 此时弹簧的长度l1,记录m1和l1,得出弹簧的伸长量 x1,将这些数据填入自己设计的表格中.
2020人教版高中物理一轮复习 第二章 相互作用 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系
实验二探究弹力和弹簧伸长的关系命题点一教材原型实验(2018·全国卷Ⅰ)如图(a),一弹簧上端固定在支架顶端,下端悬挂一托盘;一标尺由游标和主尺构成,主尺竖直固定在弹簧左边;托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置,简化为图中的指针.现要测量图(a)中弹簧的劲度系数.当托盘内没有砝码时,移动游标,使其零刻度线对准指针,此时标尺读数为1.950 cm;当托盘内放有质量为0.100 kg的砝码时,移动游标,再次使其零刻度线对准指针,标尺示数如图(b)所示,其读数为________cm.当地的重力加速度大小为9.80 m/s2,此弹簧的劲度系数为________N/m(保留3位有效数字).【解析】本题考查游标卡尺的读数方法和胡克定律.此标尺为二十分度的标尺,精确度为0.05 mm,读数=整毫米数(主)尺+n×精确度,所以读数为37 mm+15×0.05 mm=37.75 mm=3.775 cm.当托盘中放入砝码稳定时,弹簧的伸长量Δx=3.775 cm-1.950 cm=1.825 cm.由平衡条件得F=mg,由胡克定律得F=k·Δx,联立得k≈53.7 N/m.【答案】 3.77553.71.(2019·安徽蚌埠模拟)如图甲所示,用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码,探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系实验.(1)实验中还需要的测量工具有毫米刻度尺.(2)如图乙所示,根据实验数据绘图,纵轴是钩码质量m,横轴是弹簧的形变量x .由图可知:图线不通过原点的原因是弹簧有重力;弹簧的劲度系数k =4.9 N/m(计算结果保留两位有效数字,重力加速度g 取9.8 m/s 2).(3)如图丙所示,实验中用两根不同的弹簧a 和b ,画出弹簧弹力F 与弹簧长度L 的F -L 图象,下列正确的是( B )A .a 的原长比b 的长B .a 的劲度系数比b 的大C .a 的劲度系数比b 的小D .弹力与弹簧长度成正比 解析:(1)实验需要测量弹簧伸长的长度,故需要毫米刻度尺.(2)图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比,则k =ΔF Δx≈4.9 N/m.由图可知,当F =0时,x 大于零,说明没有挂重物时,弹簧有伸长,这是由于弹簧自身的重力造成的,故图线不过原点的原因是弹簧有自重,实验中没有考虑(或忽略了)弹簧的自重.(3)在图象中横截距表示弹簧的原长,故b 的原长比a 的长,选项A 错误;在图象中斜率表示弹簧的劲度系数k ,故a 的劲度系数比b 的大,选项B 正确、C 错误;弹簧的弹力满足胡克定律,弹力与弹簧的形变量成正比,选项D 错误.实验数据处理的三种方法(1)图象法:根据测量数据,在建好直角坐标系的坐标纸上描点,以弹簧的弹力F 为纵轴,弹簧的伸长量x 为横轴,根据描点的情况,作出一条经过原点的直线.(2)列表法:将实验数据填入表中,研究测量的数据,可发现在实验误差允许的范围内,弹力与弹簧伸长量的比值是一常数.(3)函数法:根据实验数据,找出弹力与弹簧伸长量的函数关系.命题点二实验拓展创新1.实验方式的创新(如图所示,弹簧水平放置)2.数据处理的创新(1)弹力的获得:弹簧竖直悬挂,重物的重力作为弹簧的拉力,存在弹簧自重的影响―→弹簧水平使用,重物的重力作为弹簧的拉力,消除了弹簧自重的影响.(2)图象的获得:由坐标纸作图得F-x图象―→由传感器和计算机输入数据直接得F-x图象.3.实验方案的创新(1)探究弹簧的劲度系数与长度的关系.(2)测量串联(或并联)弹簧的劲度系数.橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L 、横截面积S 有关,理论与实践都表明k =Y S L ,其中Y 是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.(1)在国际单位制中,杨氏模量Y 的单位应该是( )A .NB .mC .N/mD .Pa(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋,应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y 的值.首先利用测量工具a 测得橡皮筋的长度L =20.00 cm ,利用测量工具b 测得橡皮筋未受到拉力时的直径D =4.000 mm ,那么测量工具a 应该是________,测量工具b 应该是________.(3)下面的表格是橡皮筋受到的拉力F 与伸长量x 的实验记录.请作出k =________N/m.(4)这种橡皮筋的Y 值等于________.【解析】 (1)在弹性限度内,弹力F 与伸长量x 成正比,F =kx ,由题意可知k =YS L ,则F =kx =Y S L ·x ,解得杨氏模量Y =FL xS ,各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是N/m 2=Pa ,选项D 正确.(2)根据精确度判断可知a为毫米刻度尺,b为螺旋测微器.(3)根据表格数据,描点、连线,可得F-x图象如图所示.根据斜率的物理意义表示劲度系数k,可知k=Fx≈3.1×102 N/m.(4)根据Y=kLS求得,Y≈5×106 Pa.【答案】(1)D(2)毫米刻度尺螺旋测微器(3)图象见解析图 3.1×102(4)5×106 Pa已知一根原长为L0、劲度系数为k1的长弹簧A,现把它截成长为23L0和13L0的B、C两段,设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3,关于k1、k2、k3的大小关系,同学们做出了如下的实验猜想.甲同学认为:既然是同一根弹簧截成的两段,所以k1=k2=k3.乙同学认为:同一根弹簧截成的两段,越短的劲度系数越大,所以k1<k2<k3.丙同学认为:同一根弹簧截成的两段,越长的劲度系数越大,所以k1>k2>k3.(1)为了验证猜想,可以通过实验来完成.除铁架台外,实验还需要的器材有____________________________________________.(2)请把下列实验步骤按顺序进行排列________.①重复上面的实验步骤求出弹簧C的劲度系数k3的平均值;②在弹簧B的下端挂上钩码,记下钩码的个数(如n),并用刻度尺测量弹簧的长度L1;③比较k1、k2、k3得出结论;④由F=mg计算弹簧的弹力;由x=L1-L B计算出弹簧的伸长量,由k=Fx计算弹簧的劲度系数;⑤将弹簧B悬挂在铁架台上,用刻度尺测量其长度L B;⑥改变钩码的个数,重复上面两个实验步骤,并求出弹簧B的劲度系数k2的平均值.(3)下表是在实验中所得到的实验数据:进行了描点,并且已经用光滑的曲线连在了一起,得到了如图所示的图线.请根据弹簧C的实验数据在给定的坐标中作出弹簧C的F-x 图象.(4)根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系?___________________________________________________________ __________________________________________________________.【解析】(1)除铁架台外,实验还需要的器材有刻度尺、已知质量且质量相等的钩码.(2)先将弹簧B 悬挂在铁架台上,用刻度尺测量其长度L B ,然后在弹簧B 的下端挂上钩码,记下钩码的个数(如n ),并用刻度尺测量弹簧的长度L 1,由F =mg 计算出弹簧的弹力,由x =L 1-L B 计算出弹簧的伸长量,由k =F x 计算弹簧的劲度系数,改变钩码的个数,重复上面的实验步骤,并求出弹簧B 的劲度系数k 2的平均值.按同样的方法可求出弹簧C 的劲度系数k 3的平均值.再比较k 1、k 2、k 3得出结论.顺序为⑤②④⑥①③.(3)先在图上描点,再用直线连接,并使点尽量均匀地分布在直线两侧.(4)由图象可以求得A 、B 、C 三根弹簧的劲度系数分别为:k A =2003N/m 、k B =100 N/m 、k C =200 N/m ,A 、B 、C 三条弹簧的原长分别为:L 0、23L 0、13L 0,由此可得出结论:同一根弹簧上截下的几段,越短的段,劲度系数越大(或越长的段,劲度系数越小).【答案】 (1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(2)⑤②④⑥①③ (3)如图所示(4)同一根弹簧上截下的几段,越短的段,劲度系数越大(1)在实验题中一定要清楚实验的目的,从实验的目的出发分析实验原理和方法,如本实验是探究弹力和弹簧伸长量的关系而不是弹力和弹簧长度的关系.(2)处理高中物理图象问题,一般方法是找到纵轴物理量关于横轴物理量的表达式,一般是一次函数,根据斜率和截距求相关物理量.1.(2019·商丘模拟)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时,得到如图甲所示的F-L图象,由图象可知:弹簧原长L0=3.0 cm,求得弹簧的劲度系数k=200 N/m.(2)按如图乙的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1 N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙,则指针所指刻度尺示数为1.50 cm.由此可推测图乙中所挂钩码的个数为3个.解析:(1)由胡克定律F=k(L-L0),结合题图甲中数据得:L0=3.0 cm,k=200 N/m.(2)由题图乙知指针所示刻度为1.50 cm,由F=k(L0-L),可求得此时弹力为:F=3 N,故所挂钩码的个数为3个.2.在探究弹簧的弹力和伸长量之间关系的实验中,所用装置如图1所示,将轻弹簧的一端固定,另一端与力传感器连接,其伸长量通过刻度尺测得,某同学的实验数据列于下表中.(1)以x 为横坐标、F 为纵坐标,在图2的坐标纸上描绘出能正确反映这一弹簧的弹力与伸长量之间的关系图线.答案:如图所示(2)由图线求得这一弹簧的劲度系数为75.0 N/m.(保留一位小数) 解析:(1)描点作直线,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点尽量均匀分布的直线两侧.(2)根据图象,该直线为过原点的一条倾斜直线,即弹力与伸长量成正比,图象的斜率表示弹簧的劲度系数,则k =ΔF Δx=75.0 N/m. 3.在探究弹力和弹簧伸长量的关系时,小明同学用如图甲所示的实验装置进行实验:将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上砝码盘;逐渐增加盘中砝码的质量并用刻度尺测出对应的弹簧长度.其次实验测得的数据如下:(1)小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x-m图象如图乙所示,根据图象他得出结论:弹簧弹力和弹簧伸长量不是正比例关系,而是一次函数关系,他的结论错误的原因是x-m图象的纵坐标不是弹簧伸长量.(2)作出的图线与坐标系纵轴有截距,其物理意义是未放砝码时弹簧的长度;该弹簧的劲度系数k=25.1(24.6~25.6) N/m(g取9.8 m/s2,结果保留3位有效数字).(3)请你判断该同学得到的劲度系数与考虑砝码盘的质量时相比,结果相同(填“偏大”“偏小”或“相同”).解析:(1)本实验的目的是探究弹力和弹簧伸长量的关系,图乙中x不是弹簧伸长量,所以导致小明得出的结论错误.(2)图线与纵轴的交点表示没有加砝码时弹簧的长度.由题意可得mg=k(x-0.06m),可得x=gk m+0.06 m,由图乙可得斜率gk≈0.39 m/kg,g=9.8 m/s2,代入可得劲度系数k≈25.1 N/m.(3)该同学得到的劲度系数与考虑砝码盘的质量比相比,x-m图象的斜率相同,所以得出的结果相同.4.某同学要探究弹力和弹簧伸长的关系,并测弹簧的劲度系数k.做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上.然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上,当弹簧自然下垂时,指针指示的刻度值记作l0,弹簧下端每增加一个50 g的砝码时,指针示数分别记作l1、l2…l5,g取9.8 m/s2.(1)下表记录的是该同学测出的5个值,其中l0未记录.数据,在如图所示坐标纸中作出n-l图线;答案:如图所示(2)根据n-l图线,可知弹簧的劲度系数k=28 N/m;(保留两位有效数字)(3)根据n-l图线,可知弹簧的原长l0=1.70(1.65~1.75均可) cm.解析:(1)根据表中数据采用描点法得出对应的图象如图所示;(2)充分利用测量数据,弹簧弹力与伸长量Δx之间的关系图象的斜率代表弹簧的劲度系数:k=ΔFΔx≈28 N/m;(3)图象与横轴的交点的横坐标为弹簧的原长,故由图可知,原长约为1.70 cm.5.某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向(选填“水平”或“竖直”).(2)弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为L x;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6.数据如表:L3.度尺的最小分度为1_mm.(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与L x的差值(选填“L0”或“L x”).(4)由图可知弹簧的劲度系数为4.9 N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为10 g.(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2) 解析:(1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向.(2)弹簧静止时,记录原长L 0;表中的数据L 3与其他数据有效数字位数不同,所以数据L 3不规范,规范数据应读至厘米位的后两位,最后一位应为估计值,精确至mm 位,所以刻度尺的最小分度为1 mm.(3)由题图知所挂砝码质量为0时,x 为0,所以x =L -L x .(4)由胡克定律F =k Δx 知,mg =k (L -L x ),即mg =kx ,所以图线斜率即为k g =Δm Δx ,则弹簧的劲度系数k =Δmg Δx=(60-10)×10-3×9.8(39.30-29.35)×10-2 N/m ≈4.9 N/m.同理砝码盘质量m =k (L x -L 0)g=4.9×(27.35-25.35)×10-29.8kg =0.01 kg =10 g. 6.(2019·宝鸡质检)某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度),将一张白纸固定在竖直放置的木板上,原长为L 0的橡皮筋的上端固定在O 点,下端挂一重物.用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N 点,静止时记录下N 点的位置a ,请回答:(1)若拉力传感器显示的拉力大小为F ,用刻度尺测量橡皮筋ON 的长为L 及N 点与O 点的水平距离为x ,则橡皮筋的劲度系数为FL x (L -L 0)(用所测物理量表示).(2)若换用另一个原长相同的橡皮筋,重复上述过程,记录静止时N 点的位置b ,发现O 、a 、b 三点刚好在同一直线上,其位置如图乙所示,则下列说法中正确的是BC.A .第二次拉力传感器显示的拉力示数较大B .两次拉力传感器显示的拉力示数相同C .第二次所用的橡皮筋的劲度系数小D .第二次所用的橡皮筋的劲度系数大解析:(1)设橡皮筋与竖直方向夹角为θ,重物重力为G ,结点N 在竖直拉力(重物重力G )、橡皮筋拉力T 和水平拉力F 作用下处于平衡状态,满足图示关系,则sin θ=F T ,而sin θ=x L ,T =k (L -L 0),联立得k =FL x (L -L 0). (2)由受力图可知F =G tan θ,两次中G 、θ均相同,所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同,A 错,B 对;同理,两次橡皮筋的拉力也相同,而橡皮筋的原长相同,第二次的伸长量大,由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小,C 对,D 错.。
【单元练】人教版高中物理选修1第二章【机械振动】经典习题(含答案解析)(1)
一、选择题1.如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻弹簧左端固定,右端与质量为m、带电荷量为+q的小球相连,静止在光滑绝缘的水平面上,在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后,小球开始做简谐运动,那么()A.小球完成一次全振动的过程电场力冲量等于零B.小球到达最右端时,弹簧的形变量为2qE kC.小球做简谐运动的振幅为2qE kD.运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变B解析:BA.由于电场力是恒力,则小球完成一次全振动的过程电场力冲量不等于零,所以A错误;D.小球运动过程中,电场力和弹簧弹力都要做功,则对于弹簧和小球组成的系统,电势能和弹性势能以及动能的总量守恒,所以D错误;C.小球做简谐振运动,振幅等于偏离平衡位置的最大距离,在平衡位置有kA qE=解得qEAk=则小球做简谐运动的振幅为qEk,所以C错误;B.由动力学分析可知,小球到达最右端时,弹簧的形变量为振幅的2倍,则弹簧的形变量为2qEk,所以B正确;故选B。
2.关于简谐运动的质点的以下说法正确的是()A.间隔半个周期的整数倍的两个时刻,物体的振动情况相同B.做简谐运动的质点在半个周期内物体的动能变化一定为零C.质点在四分之一周期的时间内的路程一定等于一倍振幅D.任一时刻加速度和速度方向都相反B解析:BA.间隔半个周期的奇数倍的两个时刻,物体的位移等大、反向,故物体的速度和加速度都是等大、反向,而间隔半个周期的偶数倍的两个时刻,物体的振动情况相同,故A 错误;B .经过半个周期,物体的速度等大、反向,故动能相等,则半个周期内物体的动能变化一定为零,故B 正确;C .如果起点不是在平衡位置或最大位移处,则在四分之一周期内的路程就不等于一倍振幅,故C 错误;D .加速度的始终指向平衡位置,而速度方向并不是一直指向平衡位置,故D 错误。
故选B 。
3.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是( )A .若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相等,则图线II 是月球上的单摆共振曲线B .若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的,则两次摆长之比为12:4:25l l =C .若图线I 的摆长约为1m ,则图线I 是在地球表面上完成的D .图线II 若是在地球表面上完成的,则该摆摆长约为1m D解析:DA .若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小,则固有周期较大,根据2l T g=可知,周期大的重力加速度小,则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线。
(常考题)人教版高中物理选修一第二章《机械振动》测试(有答案解析)(2)
一、选择题1.(0分)[ID:127374]一个质点做简谐运动,其位移随时间变化的s-t图像如图。
以位移的正方向为正,该质点的速度随时间变化的v-t关系图像为()A.B.C.D.2.(0分)[ID:127363]如图所示,将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放,最后都到达竖直面内圆弧的最低点D,其中甲是从圆心A出发做自由落体运动,乙沿弦轨道从一端B到达最低点D,丙沿圆弧轨道从C点运动到D,且C点很靠近D点,如果忽略一切摩擦阻力,那么下列判断正确的是()A.丙球最先到达D点,乙球最后到达D点B.甲球最先到达D点,乙球最后到达D点C.甲球最先到达D点,丙球最后到达D点D.甲球最先到达D点,无法判断哪个球最后到达D点3.(0分)[ID:127343]如图所示,为某一弹簧振子做简谐运动的图像,由图可知()A .t =0时,质点的速度为零B .t =0时,质点的加速度为零C .t =1s 与t =3s 时,质点位置相同D .t =1s 与t =3s 时,质点加速度相同 4.(0分)[ID :127338]如图所示,在光滑水平面上的弹簧振子,弹簧形变的最大限度为20cm ,弹簧处于原长时,弹簧振子处于图示P 位置,若将质量为m 的振子向右拉动5cm 后由静止释放,经0.5s 振子第一次回到P 位置,关于该弹簧振子,下列说法正确的是( )A .该弹簧振子的振动频率为1HzB .若向右拉动10cm 后由静止释放,经过1 s 振子第一次回到P 位置C .若向左推动8cm 后由静止释放,振子连续两次经过P 位置的时间间隔是2sD .在P 位置给振子任意一个向左或向右的初速度,只要最大位移不超过20cm ,总是经0.5s 速度就降为05.(0分)[ID :127337]如图所示,竖直面上有一半径较大的圆弧轨道,最低点为M 点,有三个小球A 、B 、C (可视为质点),A 球位于圆心处,B 球位于弦轨道MN 的顶端N 点,C 球位于圆弧轨道上极其靠近M 的地方。
人教版高中物理选修一第二章《机械振动》测试卷(含答案解析)
一、选择题1.如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅A 与驱动力频率f 的关系),则( )A .此单摆的固有周期约为2sB .此单摆的摆长约为2mC .若摆长增大,单摆的固有频率增大D .若摆长增大,共振曲线的峰将右移2.一个弹簧振子在水平方向做简谐运动,周期为T ,则( )A .若t 时刻和t t +∆时刻振子位移大小相等、方向相同,则t ∆一定等于T 整数倍B .若t 时刻和t t +∆时刻振子速度大小相等、方向相反,则t ∆一定等于2T 整数倍C .若2T t ∆=,则在t 时刻和t t +∆时刻振子的速度大小一定相等 D .若2T t ∆=,则在t 时刻和t t +∆时刻弹簧的长度一定相等 3.如图所示,两长方体木块A 和B 叠放在光滑水平面上,质量分别为m 和M ,A 与B 之间的最大静摩擦力为0f ,B 与劲度系数为k 的水平轻质弹簧连接构成弹簧振子。
A 和B 在振动过程中始终不发生相对滑动,则( )A .A 受到B 的摩擦力f F 与B 离开平衡位置位移x 总满足f km F x M m =-+ B .它们的最大加速度不能大于0f M C .它们的振幅不可能大于0km f M m+ D .振动过程中,AB 间的摩擦力对A 做正功,对B 做负功4.如图所示,O 是弹簧振子的平衡位置,小球在B 、C 之间做无摩擦的往复运动,则小球任意两次经过O 点可能不同的物理量是( )A.速度B.机械能C.回复力D.加速度5.振动的单摆小球通过平衡位置时,关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法中正确的是()A.回复力为零,合力也为零B.回复力不为零,方向沿轨迹的切线C.合力不为零,方向沿轨迹的切线D.合力不为零,加速度不为零,方向指向悬点6.如图所示,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。
以竖直向上为正方向,物块做简谐运动的表达式为y=0.1sin5πt(m)。
高中物理人教版必修第一册同步练习:第二章 补充专题 竖直上抛运动
高中物理人教版必修第一册同步练习:第二章 补充专题 竖直上抛运动一、单选题1.(2分)据分析,著名足球明星C 罗曾在某次头球破门时重心上升了71cm ,估算此次头球破门时C 罗离地的时间应为( ) A .0.75sB .0.38sC .0.27sD .0.54s2.(2分)将演员从高处跳下的视频倒序播放,可突现演员轻松跳上高处的特效,在观众看来,演员上升过程中在低处的高度变化( ) A .比高处快,加速度向下 B .比高处慢,加速度向下 C .比高处快,加速度向上D .比高处慢,加速度向上3.(2分)一小球从地面竖直上抛,到最高点后又落回地面,小球运动过程中所受空气阻力大小恒定,取竖直向上为正方向。
下列关于小球运动的速度v 、加速度a 、动能E k 、机械能E 随时间t 或路程x 变化的图象中正确是( )A .B .C .D .4.(2分)竖直上抛运动的物体在上升和下落过程中,相同的是( )A .位移B .速度的变化率C .平均速度D .重力势能的变化5.(2分)从地面竖直上抛一物体,初速度为v 0,不计空气阻力,取地面为参考平面,当物体的重力势能为动能的4倍时,物体离地面的高度为( ) A .2v 025gB .v 025gC .v 024gD .v 022g6.(2分)在不计空气阻力的情况下,某物体以30m/s 的初速度从地面竖直上抛,则(g 取10m/s 2)( )A .前4s 内物体的位移大小为50mB .前4s 内物体的平均速度大小为10m/sC .第2s 末到第4 s 末物体的平均速度为5m/sD .第2s 内和第4 s 内物体的速度改变量不相同7.(2分)一物体自空中的A 点以大小为5m/s 的初速度竖直向上抛出。
若不计空气阻力,则该物体可能会( )A .在A 下方的某位置,以3m/s 的速率向下运动B .在A 上方的某位置,以4m/s 的速率向上运动C .在A 上方的某位置,以6m/s 的速率向下运动D .在A 上方的某位置,以8m/s 的速率向上运动8.(2分)不计空气阻力,以一定的初速度竖直上抛的物体,从抛出至回到抛出点的时间为1.2t ,现在物体上升的最大高度的3/4处设置一块挡板,物体撞击挡板前后的速度大小相等、方向相反,撞击所需时间不计,则这种情况下物体上升和下降的总时间为( ) A .0.6tB .0.3tC .0.9tD .0.5t二、多选题9.(3分)质量相同的甲、乙两小球,自同一高度开始运动,甲作自由落体运动,乙以速度v 0作竖直上抛运动,则在从开始运动到落地的过程中( ) A .两球动量的变化相同 B .两球所受的重力做功相同C .两球动量的变化不同,乙球动量的变化较大D .两球所受的重力做功不同,乙球所受的重力做功多10.(3分)关于竖直上抛运动,下列说法正确的是( )A .竖直上抛运动先后两次经过同一点时速度相同B .竖直上抛运动的物体从某点到最高点和从最高点回到该点的时间相等C .以初速度 v 0 竖直上抛的物体升高的最大高度为 ℎ=v 022gD .无论在上升过程,下落过程,最高点,物体的加速度都是g11.(3分)某小物体以v 0=40 m/s 的初速度竖直上抛,不计空气阻力,g 取10m/s 2,则下列说法正确的是( )A .物体在4s 时速度为零,此时没有加速度B .前3s 内物体的位移大小为75mC .前5s 内物体的路程为85mD.前7s内物体的速度变化量的大小为10m/s12.(3分)某人在50m高的楼房阳台外以20m/s的速度竖直上抛一个石块,石块运动到离抛出点15m处所经历的时间是(不计阻力,g=10m/s2)()A.1s B.2s C.3s D.(2+√7)s三、填空题13.(2分)物体以25m/s的初速度做竖直上抛运动,经过s。
人教版高中物理必修一第二章第一节专题训练含答案
高中物理必修第二章第一节专题训练一、单选题1.在“练习打点计时器”的实验中,下列说法正确的是()A.电磁打点计时器使用的是6V以下的直流电源B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C.纸带上的点迹记录了物体运动的时间及位移信息D.纸带上相邻计数点间的时间间隔一定是0.02s2.做变速直线运动的质点经过A点时的速度为3m/s,这表示()A.质点在过A点后1s内的位移是3mB.质点在过A点前1s内的位移是3mC.若质点从A点做减速直线运动,则以后每1s内的位移是3mD.若质点从A点做匀速直线运动,则以后每1s内的位移是3m3.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列实验操作中,错误的是()A.打点计时器应使用交流电源B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电源C.实验开始时,先释放小车,再接通打点计时器电源D.打点结束后,先断开电源,再取下纸带4.在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是()A.打点前,小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车B.计时器应使用6伏特以下的直流电源C.打点频率为50Hz,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.01s D.实验中应使小车速度尽量小些5.在实验中,利用纸带上的数据和第一章的方法得出各计数点的瞬时速度后,以速度v为纵轴,以时间t为横轴建立直角坐标系。
某次实验中某同学描出的点如图所示。
在直角坐标系上一共描出了10个点。
下列思考有道理的是()①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的v -t 图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线②这10个点中有6个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在一条直线附近,只有F 和B 两点离这条直线太远③在10个点当中只有4个点能画在一条直线上(A 、D 、G 、I ),有六个点不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车运动的规律④与直线偏差较小的点(C 、E 、H 、J )可能是实验误差造成的,而与直线偏离较大的点(B 、F )则可能是实验中出现错误造成的A .①③B .②④C .①②D .③④6.小车拖动的纸带经过打点计时器后,在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点,测出这6个点间的距离为18 cm ,则 ( )A .小车运动的平均速度为0.03m/sB .小车运动的平均速度为1.5m/sC .小车运动的平均速度为1.8m/sD .小车运动的平均速度为180m/s7.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图象,如图所示.下列说法正确的是( )A .当电源频率为50Hz 时,打点计时器每隔0.05秒打一个点B .小车做匀速直线运动C .小车在0.02t 秒时的速度大小是0.04/m sD .小车的加速度大小为20.04/m s8.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度.然后她以速度v 为纵轴、时间t 为横轴建立直角坐标系,共描出了10个点,并“拟合”出了小车运动的v —t 图象,如下图所示针对该同学作出的v—t图象,她所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法:①这10个点无论如何也不在一条直线上,因此小车运动的图象不可能为一条直线,而应为一条光滑的曲线;②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上,但它们紧挨在该条直线附近,只有F和B两个点离这条直线远;③在这10个点当中只有4个点(A,D,G,I)能画出一条直线上,其余6个点都不在该直线上,这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律;④与直线偏差较小的点(C,E,H,J)可能是实验误差造成的,而偏离直线较远的点(B,F)则可能是实验中出现失误造成的.对于以上四种看法,你认为有道理的是()A.①③B.②④C.①②D.③④二、多选题9.关于误差和有效数字,下列说法正确的是()A.测出一个物体长为123.6cm,采用的测量工具的最小刻度是厘米B.0.92与0.920含义是不一样的C.多测几次求平均值可减小系统误差D.0.082是三位有效数字,103.6cm是四位有效数字10.在用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列关于作v t-图象的说法中,正确的是()A.只要确定了v t-图象中的两点,就可以得到小车运动的v t-图象,因此,实验只需要测出两组数据B.作v t-图象时,所取的点越多,图线就越准确C.作出的v t-图线应该通过所有的点,图线曲折也可以D .对于偏离直线较远的点,说明误差太大,应舍去11.(多选)“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图甲、乙两个图象为甲、乙两位同学从实验中得到数据后画出的小车运动的v -t 图象.下列说法正确的是( )A .甲的实验误差比乙的实验误差小B .甲的实验误差比乙的实验误差大C .甲在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹D .乙在实验中处理纸带时没有舍掉开头一些密集的点迹12.如下图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s -t 图象,下列说法中正确的是( )A .甲启动的时刻比乙早t 1秒B .当0<t <t 2秒时,甲做匀减速运动C .当t =t 2秒时,两物体相距最远D .当t =t 3秒 时,两物体相距s 1米三、实验题13.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a )。
高中物理教材第二章练习题及答案
高中物理教材第二章练习题及答案
本文档提供了高中物理教材第二章的练题及答案,旨在帮助高中物理学生巩固和复相关知识。
1. 第一节练题
1.1. 问题:描述牛顿第一定律的内容是什么?
答案:牛顿第一定律又称惯性定律,它指出一个物体如果没有外力作用,将保持匀速运动或静止状态。
1.2. 问题:如何判断一个物体是否处于平衡状态?
答案:一个物体处于平衡状态时,所有作用在它上面的力的合力为零。
1.3. 问题:什么是质量和重量?
答案:质量是一个物体所固有的特性,衡量了物体对于改变其运动状态所需要的力。
重量是物体受地球引力作用的结果,由质量乘以重力加速度计算得出。
...
2. 第二节练题
2.1. 问题:什么是力的合成?
答案:力的合成是将两个或多个力的作用效果用一个等效的单一力表示的方法。
2.2. 问题:如何计算力的合成?
答案:力的合成可以通过将各个力的大小和方向相加来计算。
2.3. 问题:什么是力的分解?
答案:力的分解是将一个力分解成多个分力的过程。
...
以上所列为部分练题及其答案,希望对学生们的物理研究有所帮助。
更多练题和答案请参考教材第二章。
人教版高中物理必修一第二章试卷(含答案)
物理必修一第二章测试题一、选择题1. a 、b 两个物体从同一地址同时动身,沿同一方向做匀变速直线运动,若初速度不同,加速度相同,则在运动进程中( C )①a 、b 的速度之差维持不变②a 、b 的速度之差与时间成正比③a 、b 的位移之差与时间成正比④a 、b 的位移之差与时间的平方成正比A .①③B .①④C .②③D .②④2. 7.做匀加速运动的列车出站时,车头通过站台某点O 时速度是1 m/s ,车尾通过O 点时的速度是7 m/s ,则这列列车的中点通过O 点时的速度为 ( A )A .5 m/sB .5.5 m/sC .4 m/sD .3.5 m/s3. 物体做自由落体运动时,某物理量随时间的转变关系如图所示,由图可知,纵轴表示的这个物理量可能是( C ) A .位移 B .速度 C .加速度D .路程4. 以v 0 =12 m/s 的速度匀速行驶的汽车,突然刹车,刹车进程中汽车以a =-6 m/s 2的加速度继续前进,则刹车后( C )A .3 s 内的位移是9 mB .3 s 内的位移是9 mC .1 s 末速度的大小是6 m/sD .3 s 末速度的大小是6 m/s5. 一个物体以v0 = 16 m/s 的初速度冲上一滑腻斜面,加速度的大小为8 m/s2,冲上最高点以后,又以相同的加速度往回运动,下列哪个选项错误( B )A .1 s 末的速度大小为8 m/sB .3 s 末的速度为零C .2 s 内的位移大小是16 mD .3 s 内的位移大小是12 m6. 从地面上竖直向上抛出一物体,物体匀减速上升到最高点后,再以与上升阶段一样的加速度匀加速落回地面。
图中可大致表示这一运动进程的速度图象是( A )tOOvtA OvtB OvtC OvtDtvv 0 tOv7. 下列叙述错误的是( D )A.古希腊哲学家亚里士多德以为物体越重,下落得越快B.伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方C.伽利略以为,若是没有空气阻力,重物与轻物应该下落得一样快D.伽利略用实验直接证明了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动8. 甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度通过某一路标,以后甲车一直做匀速直线运动,乙车先加速后减速,丙车先减速后加速,它们通过下一路标时的速度又相同,则( B ) A 甲车先通过下一路标 B 乙车先通过下一路标 C 丙车先通过下一路标 D 三车同时抵达 9. 滴水法测重力加速度的进程是这样的:让水龙头的水一滴一滴地滴到其正下方的盘子里,调整水龙头的松紧,让前一滴水滴到盘子而听到响声时后一滴水恰离开水龙头,测出n 次听到水击盘声的总时间为t,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差为h.设人耳能区别两个声音的时间距离为,声速为340m/s,则( D )A.水龙头距人耳的距离至少为34mB.水龙头距盘子的距离至少为34mC.重力加速度的计算式为2hn2/t2D.重力加速度的计算式为2h(n-1)2/t2 10. 某物体运动的图象如图所示,则物体做 ( C )A.往复运动B.匀变速直线运动C.朝某一方向的直线运动D.不能肯定11. 如图所示为初速度v0沿直线运动的物体的速度图象,其末速度为v ,在时间t 内,下列关于物体的平均速度和加速度a 说法正确的是 ( C )随时间减小,随时间增大,随时间减小,随时间减小,12. 小球由空中某点自由下落,与地面相碰后,弹至某一高度,小球下落和弹起进程的速度图象如图所示,不计空气阻力, 则 ( C ) A.整个进程中小球的最小速度为-3m/s B.小球向上弹起的最大高度为3 mC.两个进程小球的加速度大小都为10 m/s2D.两个进程加速度大小相同,方向相反20v v v +>20v v v +>20v v v +<20v v v +=13. 如图所示, 小球沿斜面向上运动, 依次经a 、b 、c 、d 抵达最高点e. 已知ab=bd=6m,bc=1m, 小球从a 到c 和从c 到d 所用的时间都是2s, 设小球经b 、c 时的速度别离为vb 、vc, 下面哪个选项错误( C ) A B v c =3m/sC de=3mD 从d 到e 所历时间为4s14. 物体做匀速直线运动, 第n 秒内的位移为S n , 第n+1秒内的位移是S n+1, 则物体在第n秒末的速度是(n 为自然数) ( B )A BCD15. 一个物体做变加速直线运动,依次通过A 、B 、C 3点, B 为AC 的中点,物体在AB 段的加速度恒为a 1,在BC 段的加速度恒为a 2,已知A 、B 、C 3点的速度v A 、v B 、v C ,有v A < v C ,且v B =( v A +v C )∕2.则加速度a 1 和a 2的大小为( A ).<a 2 =a 2 >a 2 D.条件不足无法肯定16. 质点由A 点从静止动身沿直线AB 运动,先作加速度为a 1的匀加速运动,后作加速度为a 2 的匀减速运动,到B 点时恰好停止。
人教版高中物理必修第一册第二章专题强化2初速度为零的匀变速直线运动的常用推论、追及和相遇问题
返回导航
第二章 匀变速直线运动的研究
物理(必修·第一册 RJ)
探究 追及和相遇问题 要点提炼
两物体在同一直线上运动,它们之间的距离发生变化时,可能出现 最大距离、最小距离或者是距离为零的情况,这类问题称为追及和相遇 问题,讨论追及和相遇问题的实质是两物体能否在同一时刻到达同一位 置。
返回导航
第二章 匀变速直线运动的研究
(3)数学极值法:设从开始至相遇时间为t,根据条件列方程,得到 关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明 可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇。若Δ<0,说明追不上或 不能相碰。
返回导航
第二章 匀变速直线运动的研究
物理(必修·第一册 RJ)
3.解题思路
分析两物体 运动过程
返回导航
第二章 匀变速直线运动的研究
物理(必修·第一册 RJ)
(1)以上比例成立的前提是物体做初速度为零的匀加速直线运动。 (2)对于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成逆向的初速度为 零的匀加速直线运动,应用比例关系,可使问题简化,同时注意初末时 刻与实际问题对应。
返回导航
第二章 匀变速直线运动的研究
物理(必修·第一册 RJ)
典例剖析
典题 1 (2023·内蒙古赤峰高一期中)港珠澳大桥上的四段长度均
为 110 m 的等跨钢箱连续梁桥如图所示,汽车从 a 处开始做匀减速直线
运动,恰好行驶到 e 处停下。汽车通过 ab 段所用的时间为 t1,汽车通过
de 段所用的时间为 t2,则tt21满足( C )
A.1<tt21<2
B.2<tt21<3
C.3<tt21<4
高中物理必修一(人教版) 第二章第4节匀变速直线运动位移与速度的关系练习(含解析)
匀变速直线运动位移与速度的关系(含解析)一、单选题1.如图所示,是电源频率为50Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点.则a至f之间的时间为()A. 0.02sB. 0.10sC. 0.12sD. 0.60s2.在军事演习中,某空降兵从飞机上跳下,先做自由落体运动,在t1时刻,速度达较大值v1时打开降落伞,做减速运动,在t2时刻以较小速度v2着地。
他的速度图像如图所示。
关于该空降兵在0~t1或t1~t2时间内的的平均速度,下列结论正确的是()A. 0~t1,B. 0~t1,C. t1~t2,D. t1~t2,3.物体以初速度为v0,加速度a做匀加速直线运动,如果要使物体速度增大到初速度的n 倍,则在这个过程中,物体通过的位移是()A. (n2﹣1)B. (n﹣1)C. n2D. (n﹣1)24.一小球沿斜面匀加速直线滑下,依次经过A、B、C三点,已知AB=6m,BC=10m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s;则小球在经过A、B、C三点的速度大小分别为()A. 2m/s 3m/s 4m/sB. 3m/s 5m/s 6m/sC. 2m/s 4m/s 6m/sD. 3m/s 4m/s 5m/s5.关于打点计时器的使用说法正确的是()A. 电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源B. 在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C. 使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越短D. 纸带上打的点越密,说明物体运动得越快6.某同学水平拉动纸带,使用电源频率为50Hz的打点计时器在纸带上打出一系列的点.下列说法正确的是()A. 打1000个点需时1sB. 打相邻两点的时间间隔为0.02sC. 该打点计时器使用的是直流电源D. 点迹密集的地方表示纸带的运动速度较大7.做匀变速直线运动的物体的速度v随位移x的变化规律为,v与x的单位分别为m/s和m,据此可知()A. 初速度v0=4m/sB. 初速度v0=1m/sC. 加速度a=1m/s2D. 加速度a=2m/s28.如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是v1,经过一小段时间之后,速度变为v2,△v表示速度的变化量.由图中所示信息可知()A. 汽车在做加速直线运动B. 汽车的加速度方向与v1的方向相同C. 汽车的加速度方向与△v的方向相同D. 汽车的加速度方向与△v的方向相反9.如图所示为甲、乙两质点做直线运动时,通过打点计时器记录的两条纸带,两纸带上各计数点间的时间间隔都相同.关于两质点的运动情况的描述,正确的是()A. 两质点在t0~t4时间内的平均速度不相等B. 两质点在t2时刻的速度不大小相等C. 两质点速度相等的时刻在t3~t4之间D. 两质点不一定是从同一地点出发的,但在t0时刻甲的速度为010.一质点在x轴上运动,各个时刻t(秒末)的位置坐标如表,则此质点开始运动后()A. 2s内位移最大B. 1s时间内,第2s内位移最大C. 4s内路程最大D. 1s时间内,第4s内路程最大二、多选题11.一质点做匀加速直线运动,第三秒内的位移2m,第四秒内的位移是2.5m,那么,下列选项中正确的是()A. 这两秒内的平均速度是2.25 m/sB. 第三秒末即时速度是2.25 m/sC. 质点的加速度是0.125 m/s2;D. 质点的加速度是0.5 m/s212.物体先做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小为a1,当速度达到v时,改为以大小为a2的加速度做匀减速直线运动,直至速度为零.在加速和减速过程中物体的位移和所用时间分别为x1、t1和x2、t2,下列各式成立的是()A. =B. =C. =D. =13.一个做匀加速直线运动的物体先后经过A、B两点的速度分别为v1和v2,则下列结论正确的有()A. 物体经过AB位移中点的速度大小为B. 物体经过AB位移中点的速度大小为C. 物体经过AB这段位移的平均速度为D. 物体经过AB这段位移所用时间的中间时刻的速度为14.做匀加速直线运动的质点先后经过A、B、C三点,AB=BC,质点在AB段和BC段平均速度分别为20m/s,30m/s,根据以上条件可以求出()A. 质点在AC段运动的时间B. 质点的加速度C. 质点在AC段的平均速度D. 质点在C点的瞬时速度15.做匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时,其速度分别为υ和7υ,经历时间为t,则下列判断正确的是()A. 经过A,B中点时速度为5υB. 经过A,B中点时速度为4υC. 从A到B中间时刻的速度为4υD. 从A到B的平均速度为3υ16.光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法正确的是()A. 物体运动全过程中的平均速度是B. 物体在时的瞬时速度是C. 物体运动到斜面中点时瞬时速度是D. 物体从顶端运动到斜面中点所需的时间是三、填空题17.做匀加速直线运动的质点先后经过A、B、C三点,AB=BC,质点在AB段和BC段平均速度分别为20m/s、30m/s,根据以上条件可得质点在AC段的平均速度________m/s,质点在C点的瞬时速度________m/s.18.电磁打点计时器和电火花打点计时器所使用的是________电源(填“交流”或“直流”).当电源频率是50Hz时,它每隔________s打一次点.19.有一个小球沿斜面下滑,用周期为0.1s的频闪相机拍摄不同时刻小球的位置,如图所示,测得此小球连续相等时间内的位移如下表:根据以上数据求小球下滑的加速度a=________m/s2,小球经过B点的速度v B=________m/s.20.某同学利用打点计时器测量一个作匀变速直线运动物体的加速度,得到如图所示的一条纸带,测得相邻计数点间的距离在纸带上已标出,已知打点计时器的周期为0.02s;请根据纸带记录的数据,计算①打计数点5时的瞬时速度v5=________m/s;②该物体运动的加速度为________ m/s2.21.汽车在平直的公路上做匀加速直线运动,经过第一棵树时速度为1m/s,经过第三棵树时速度为7m/s.若每两棵树间距相等,那么经过第二棵树时的速度为________ m/s;若每两棵树间距为10m,则从第一棵树到第三棵树运动的时间是________ s,汽车的加速度为________ m/s2.22.第3秒内指的时间间隔是________秒,3秒内指的时间间隔是________秒.四、实验探究题23.如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d.(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间△t1和△t2,则小车加速度a=________.(2)为减小实验误差,可采取的方法是A. 增大两挡光片宽度bB. 减小两挡光片宽度bC. 增大两挡光片间距dD. 减小两挡光片间距d.五、综合题24.一长木板在水平地面上运动,从木板经过A点时开始计时,在t=1.0s时将一相对于地面静止的小物块轻放到木板上,此后木板运动的v﹣t图线如图所示.己知木板质量为物块质量的2倍,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:(1)物块与木板间的动摩擦因数μ1及木板与地面间的动摩擦因数μ2;(2)木板离A点的最终距离;(3)木板的最小长度.25.一辆执勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5s后警车发动起来,并以2m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的速度必须控制在90km/h以内.问:(1)警车启动时,货车与警车间的距离?(2)警车启动后多长时间两车间距最大,最大距离是多少?(3)警车发动后至少经过多长时间才能追上货车?26.如图所示,规定水平向右为正方向,一质点从A点静止出发,以加速度a(a>0)做匀加速直线运动到B点,接着以加速度﹣a做匀变速运动,然后返回通过A点继续向左运动,已知AB距离为S,求:(1)质点第一次通过B点时的速度V B;(2)质点回到A点前,离A点的最大距离x;(3)质点从出发到再次回到A点所需要的时间t.答案解析部分一、单选题1.【答案】B【考点】匀变速直线运动导出公式应用【解析】解答:因为打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,每秒打点个数为50个,周期为,即纸带上打下相邻两个点的时问间隔是0.02s,a至f之间共5个时间间隔,故时间为0.1s,故ACD错误,B正确.故选:B.分析:频率为50Hz的电磁打点计时器,每秒打点个数为50个,即纸带上打下相邻两个点的时间间隔是0.02s.2.【答案】C【考点】匀变速直线运动导出公式应用【解析】【分析】0~t1时间,人是做匀变速直线运动,平均速度可以用初速度末速度的平均来求,所以平均速度,AB错误,t1~t2时间内不是做的匀变速直线运动了,匀变速直线运动的规律就不能用了,所以再用匀变速直线运动的规律求的结果速度,但连接这两点的直线等于,曲线位于直线下,所以,C正确,D错误,【点评】匀变速直线运动的平均速度可以用初速度末速度的平均来求,但不是匀变速直线运动时就不能用了;学生能灵活的应用知识,提高学生的解题能力.3.【答案】A【考点】匀变速直线运动导出公式应用【解析】【解答】解:由速度位移公式得,x= =.故A正确,B、C、D错误.故选A.【分析】根据匀变速直线运动的速度位移公式求出物体的位移大小.4.【答案】C【考点】匀变速直线运动导出公式应用【解析】【解答】解:小球做匀加速运动,经过AB和BC两段所用的时间均为2s,由题知AB=6m,BC=10m,则小球经过B点的速度为v B= = m/s=4m/s由BC﹣AB=aT2得,a= = m/s2=1m/s2则v A=v B﹣aT=4﹣1×2=2m/s;v C=v B+aT=4+1×2=6m/s;ABD不符合题意,C符合题故答案为:C【分析】匀变速直线运动相邻相等时间间隔位移之差恒定进行求解。
第二章 追及、相遇、相撞问题专题 —【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册练习
第二章追及、相遇、相撞问题专题【基础训练】1.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t图象中(如图1所示),直线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20 s的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法中正确的是( )图1A.在0~10 s内两车逐渐靠近B.在10~20 s内两车逐渐远离C.在5~15 s内两车的位移相等D.在t=10 s时两车在公路上相遇2.(多)t=0时,甲乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图2所示.忽略汽车掉头所需时间.下列对汽车运动状况的描述正确的是( )图2A.在第1小时末,乙车改变运动方向B.在第2小时末,甲乙两车相距10 kmC.在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大D.在第4小时末,甲乙两车相遇3.(多)甲、乙两物体由同一位置出发沿一直线运动,其速度—时间图象如图3所示,下列说法正确的是( )图3A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动B.两物体两次相遇的时刻分别是在2 s末和6 s末C.乙在前2 s内做匀加速直线运动,2 s后做匀减速直线运动D.2 s后,甲、乙两物体的速度方向相反4.(多) 甲、乙两物体在同一地点同时开始做直线运动的v-t图象如图4所示.根据图象提供的信息可知下列说法正确的是( )图4A.6 s末乙追上甲B.在乙追上甲之前,甲、乙相距最远为10 mC.8 s末甲、乙两物体相遇,且离出发点有32 mD.在0~4 s内与4~6 s内甲的平均速度大小相等【能力提高】5.如图5所示的位移-时间图象和速度-时间图象中,给出四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况,关于它们的物理意义,下列描述正确的是()图5A.图线1表示物体做曲线运动B.x-t图象中t1时刻v1>v2C.v-t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等D.两图象中,t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动6.近年来,我国大部分地区经常出现雾霾天气,给人们的正常生活造成了极大的影响.在一雾霾天,某人驾驶一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在公路上,突然发现正前方30 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,但刹车过程中刹车失灵.如图6中a、b分别为小汽车和大卡车的v-t图象,以下说法正确的是()图6A.因刹车失灵前小汽车已减速,不会追尾B.在t=5 s时追尾C.在t=3 s时追尾D.由于初始距离太近,即使刹车不失灵也会追尾7.高速公路给人们带来方便,某小汽车在高速公路上行驶途中某时刻的速度计如图7所示。
人教版物理必修一试题第二章第二节
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第二节自由落体运动规律1.物体只在________作用下从________开始下落的运动叫自由落体运动,自由落体运动具有以下两个特点:(1)做自由落体运动的物体只受________作用.但不同物体的运动快慢与________无关.(2)自由落体运动是初速度为________的匀加速直线运动.2.在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都________,这个加速度叫做自由落体运动的加速度,也叫__________.自由落体加速度的方向总是____________.大小为g=________.重力加速度随纬度的增大而________,随高度的增大而减小.3.自由落体运动是从________开始的,加速度等于____的匀加速直线运动,即v0=____,a=______.自由落体运动的公式有:(1)v t=______;(2)s=____________;(3)v2t=2gs.4.一个做自由落体运动的物体,下落速度v随时间t变化的图象,如图所示,其中正确的是()5.(双选)在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落,则关于两块石块的运动情况,下列说法正确的是()A.重的石块落得快,先着地B.轻的石块落得快,先着地C.在着地前的任一时刻,两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D.两块石块在下落时间段内的平均速度相等【概念规律练】知识点一对自由落体运动的认识1.关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.自由落体运动的快慢与物体的质量大小有关B.物体只在重力作用下的运动都是自由落体运动C.物体从静止开始沿竖直方向的运动都是自由落体运动D.自由落体运动是一种匀变速直线运动2.(双选)关于自由落体运动,下列说法中正确的是()A.初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B.只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C.自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等D.自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动知识点二自由落体运动的加速度3.下列关于重力加速度的说法不正确的是()A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向B.在地球上不同地方,g的大小是不同的,但差别不大C.在地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度是相同的D.纬度越低的地方,重力加速度g值越小4.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是()A.重的物体的g值大B.g值在地面任何地方都一样大C.g值在赤道处大于南北两极处D.同一地点的轻重物体的g值一样大知识点三自由落体运动的规律5.唐代诗人李白用“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景,以三尺为一米,可估算出水落到地面的速度为()A.100 m/sB.140 m/sC.200 m/sD.1 000 m/s6.图1如图1所示,是甲、乙两位同学为测量反应时间所做的实验,实验时甲用一只手在木尺下部做握住木尺的准备,当看到乙同学放开手时,他立即握住木尺.如果测出木尺下降的高度为11.25 cm,请你计算甲同学的反应时间(g取10 m/s2).【方法技巧练】一、利用比例法分析自由落体运动7.自由下落的物体,自起始点开始依次下落三段相同的位移所需要的时间比为() A.1∶3∶5B.1∶4∶9C.1∶2∶ 3D.1∶(2-1)∶(3-2)二、灵活运用自由落体运动的规律8.图2屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴水正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿,如图2所示,(g取10 m/s2)问:(1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少?1.下列关于自由落体运动的叙述中,错误的是()A.两个质量不等、高度不同但同时做自由落体运动的物体,下落过程中任何时刻的速度、加速度一定相同B.两个质量不等、高度相同的物体,先后做自由落体运动,通过任一高度处的速度、加速度一定相同C.物体越重,下落得越快;物体越轻,下落得越慢D.所有自由落体运动的位移都与下落时间的平方成正比2.下列说法正确的是()A.从静止开始下落的物体都必做自由落体运动B.从地表附近做自由落体运动的物体,加速度都是相同的C.自由落体运动的加速度的方向总是竖直向下的D.满足速度跟时间成正比的运动一定是自由落体运动3.(双选)甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从H高处自由落下,乙从2H高处同时自由落下,以下几种说法中正确的是()A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速度比乙大B.下落1 s末,它们的速度相等C.各自下落1 m时,它们的速度相等D.下落过程中甲的加速度比乙大4.在下图所示的图象中,可能描述物体做自由落体运动的是()5.(双选)关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.竖直方向的位移只要满足s1∶s2∶s3∶…=1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动C.自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5D.自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶56.一观察者发现,每隔一定时间有一个水滴自8 m高处的屋檐落下,而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时,第一滴水正好落到地面,那么这时第二滴水离地面的高度是(g=10m/s2)()A.2 m B.2.5 m C.2.9 m D.3.5 m7.为了测得一楼房的高度,某同学让一粒石块从楼顶自由落下,测出下列哪个量不可以求出楼房的高度()A.仅测出石块下落到地面的总时间B.仅测出石块落地时的速度C.仅测出石块落地前的最后1 s内的位移D.仅测出石块的质量题号 1 2 3 4 5 6 7答案8.有一根长9.8 m的细绳将A、B两个小球相连,在足够高处先后相隔0.6 s将A、B两个小球自由释放.求:(g取9.8 m/s2)(1)在B球释放后多长时间,连接A、B两球的细绳将被拉直?(2)此时小球A的速度和位移.9.图3如图3所示,在天花板下悬挂一长为l的木棍,在木棍下端的正下方h处有一观察者,他看到木棍因悬线断开而自由下落,求木棍通过观察点P所经历的时间.10.从同一高处自由释放的甲、乙两球,乙球在甲球释放后某时刻释放,当乙球释放后经过2 s ,甲、乙两球间的距离为25 m ,则甲、乙两球释放时刻的时间间隔为多少?(g 取10 m /s 2)第二节 自由落体运动规律课前预习练1.重力 静止 (1)重力 质量 (2)零2.相等 重力加速度 竖直向下 9.8 m/s 2 增大3.静止 g 0 9.8 m/s 2 (1)gt (2)12gt 24.D [自由落体运动的速度v =gt ,g 是常数,故下落速度v 与时间t 成正比,D 正确.] 5.CD [两石块都做自由落体运动,运动规律相同且有相同的加速度,由于从同一高度下落,落地时间必然相同,故A 、B 不对.因s 、t 相同,故v =st必相同,D 正确.由v t =gt和s =12gt 2可知,C 也正确.]课堂探究练 1.D2.CD [A 选项中,竖直向下的运动,有可能受到空气阻力或其他力的影响,下落的加速度不等于g ,这样就不是自由落体运动;选项B 中,物体有可能具有初速度,所以选项A 、B 不对.选项C 中,因自由落体运动是匀变速直线运动,加速度恒定,由加速度的概念a =v t -v 0t可知,(v t -v 0)=gt ,所以若时间相等,则速度的变化量相等.选项D 可根据自由落体运动的性质判定是正确的.]3.A [重力加速度是矢量,方向总是竖直向下,因此A 不正确.地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度是相同的,地球上不同地方g 的大小是不同的,但差别不大,纬度越低的地方,g 值越小.故本题选A .]点评 要理解重力加速度,并知道其方向总是与该点的重力方向相同.4.D [在同一地点所有物体g 值都相同.在地面不同地方,重力加速度的大小不同.从赤道到两极,g 值变大.] 5.B 6.0.15 s解析 由s =12gt 2得t = 2sg = 2×11.25×10-210s =0.15 s7.D方法总结 自由落体是初速度为零的匀加速运动,有如下的比例关系:(1)T 末、2T 末、3T 末、…瞬时速度之比 v 1∶v 2∶v 3∶…=1∶2∶3∶…(2)T 内、2T 内、3T 内、…位移之比 s 1∶s 2∶s 3∶…=1∶4∶9∶…(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…位移之比s Ⅰ∶s Ⅱ∶s Ⅲ∶…=1∶3∶5∶… (4)通过连续相等的位移所用时间之比t 1∶t 2∶t 3∶…=1∶(2-1)∶(3-2)∶… 8.(1)3.2 m (2)0.2 s解析 解法一:利用基本规律求解. 设屋檐离地面高为s ,滴水间隔为T由s =12gt 2得第2滴水的位移s 2=12g (3T )2第3滴水的位移s 3=12g (2T )2又因为s 2-s 3=1 m联立以上三式,解得T =0.2 s屋檐高s =12g (4T )2=12×10×(4×0.2)2 m =3.2 m.解法二:用比例法求解.(1)由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起,在连续相等的时间间隔内的位移比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n -1),据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是s 0、3s 0、5s 0、7s 0. 显然,窗高为5s 0,即5s 0=1 m ,得s 0=0.2 m 屋檐离地面高s =s 0+3s 0+5s 0+7s 0=16s 0=3.2 m.(2)由s =12gt 2知,滴水时间间隔为T =2s 0g =2×0.210s =0.2 s.解法三:用平均速度求解.(1)设滴水的时间间隔为T ,则雨滴经过窗子过程中的平均速度为v =s ′T =1 mT.由v t =gt 知,雨滴下落2.5T 时的速度为v t =2.5gT .由于v = v t ,故有1T=2.5gT .解得T =0.2 s.(2)s =12g (4T )2=3.2 m.课后巩固练 1.C2.C [对物体是不是自由落体运动的判断,若题目直接给出物体从静止开始自由下落或忽略空气阻力等提示语时,可将下落的物体看成做自由落体运动.对于有空气阻力的问题,若空气阻力远小于重力,可近似看成物体做自由落体运动;若只是空气阻力很小,则不能认为物体一定做自由落体运动,虽然空气阻力很小,但如果物体质量也很小时,空气阻力与重力大小可能差不多,故不是自由落体运动.] 3.BC 4.D5.AC [自由落体运动是初速度为零,加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动,所以A 正确;自由落体运动从开始下落起,位移之比s 1∶s 2∶s 3∶…=1∶4∶9∶…,但位移之比是1∶4∶9∶…的运动不一定是自由落体运动,所以B 不正确;自由落体运动服从初速度为零的运动的所有规律,所以C 正确,D 不正确.]6.D [由匀变速运动规律推论知相邻水滴位移比为1∶3∶5∶7,所以第二滴到地面(第一滴)的距离应为总高度的71+3+5+7=716所以离地距离为716×8 m =3.5 m ,故D 对.]7.D [设楼高为H ,根据H =12 gt 2知,A 可以求出楼高;根据v 2=2 gH ,H =v 22g,B 也可以;若知道石块在最后1 s 内的位移,可求石块落地时的速度,然后再求楼高.在最后1 s内,s =v t =v 0+v t 2t =v -g ×1+v 2×1=2v -g 2,v =s +g2,C 也可以,故本题选D.]8.(1)1.37 s (2)19.3 m/s 19.0 m解析 (1)连接A 、B 两球的细绳被拉直,说明两球的位移差为9.8 m ,故h A -h B =9.8 m ,12g (t+0.6)2-12gt 2=9.8 m ,解得t ≈1.37 s.(2)v A =g (t +0.6)≈19.3 m/s ,h A =12g (t +0.6)2≈19.0 m.9. 2(h +l )g - 2h g解析 设木棍上端到达P 点时经历的时间为t 1,根据h +l =12gt 21则t 1= 2(h +l )g;设木棍下端到达P 点时经历的时间为t 2,根据h =12gt 22得t 2= 2hg,所以木棍通过观察者P 所经历的时间为t =t 1-t 2= 2(h +l )g - 2hg.10.1 s解析 设释放甲、乙两球的时间间隔为t 0,乙球运动的时间为t =2 s ,则有:s 甲=12g (t 0+t )2,s 乙=12gt 2,由题意知s 甲-s 乙=25 m ,解得时间间隔t 0=1 s.。
人教版高中物理必修一第二章第二节专题训练含答案
位置
A
B
C
D
E
v(m/s)
0.605
0.810
______
1.176
1.390
(3)在图中画出小车的v-t图像________。
(4)根据v-t图像求出该匀变速直线运动的加速度为________m/s2。
四、解答题
15.汽车以20m/s的速度做匀速运动,刹车后的加速度大小为5m/s2。求:
(1)图中AC、CD、AD段图线各表示什么运动?
(2)在什么时刻两物体的速度相同,此时速度是多少?
(3)t=2s时甲、乙的加速度各是多少?
参考答案
1.B
【详解】
A.速度-时间图像的面积表示位移。由图可知,在0~t3时间内,两车有7次速度相等,但是相遇的次数无法确定,A错误;
B.速度-时间图像的斜率表示加速度,在t1时刻,甲车的加速度比乙车的小,B正确;
A.3s末物体回到初始位置
B.3s末物体的加速度方向发生变化
C.物体的运动方向一直向南
D.物体加速度的方向一直向北
4.某物体的v-t图像如图所示,则相对应的s-t图像是( )
A. B. C. D.
5.飞机起飞时,其竖直方向的速度随时间变化的规律如图所示,则下列说法正确的是( )
A.飞机经 达到最高点B.飞机经 达到最高点
(3)实验过程中,下列做法正确的是______。
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
(4)若在某次实验中,打点计时器打下如图所示的一条点迹清晰纸带。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个打点未画出。由纸带上的数据可知:相邻两个计数点间所对应的时间t=______s;
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第1课时重力弹力摩擦力考纲解读1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.2.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.3.掌握胡克定律.4.会判断摩擦力的大小和方向.5.会计算摩擦力的大小.考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的运动状态.2.弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.弹力大小计算的三种方法:(1)根据力的平衡条件进行求解.(2)根据牛顿第二定律进行求解.(3)根据胡克定律进行求解.①内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.②表达式:F=kx.k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.例1如图1所示,一重为10N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5N,则AB杆对球的作用力()图1A.大小为7.5NB.大小为10NC.方向与水平方向成53°角斜向右下方D .方向与水平方向成53°角斜向左上方解析 对小球进行受力分析可得,AB 杆对球的作用力F 和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向,可得F 方向斜向左上方,令AB 杆对小球的作用力与水平方向夹角为α,可得:tan α=G F 拉=43,α=53°,F =G sin53°=12.5N ,故只有D 项正确. 答案 D 递进题组1.[弹力的有无及方向判断]如图2所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( )图2A .无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B .盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C .盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D .盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力答案 A解析 先以盒子和小球组成的系统整体为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a =g sin α,方向沿斜面向下;小球的加速度大小也是a =g sin α,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此小球不需要盒子的左、右侧面提供弹力,故选项A 正确.2.[弹力大小的计算]如图3所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心,一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下静止于P 点,设滑块所受支持力为F N ,OP 与水平方向的夹角为θ,下列关系正确的是( )图3A .F =mg tan θB .F =mg tan θC .F N =mg tan θD .F N =mg tan θ答案 A解析 对滑块进行受力分析如图,滑块受到重力mg 、支持力F N 、水平推力F 三个力作用.由共点力的平衡条件知,F 与mg 的合力F ′与F N 等大、反向.由几何关系可知F 、mg 和合力F ′构成直角三角形,解直角三角形可求得:F =mg tan θ,F N =F ′=mg sin θ.所以正确选项为A.3.[含弹簧类弹力的分析与计算]三个质量均为1kg 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度系数均为500N /m 的相同轻弹簧p 、q 用轻绳连接,如图4所示,其中a 放在光滑水平桌面上.开始时p 弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力F 缓慢地向左拉p 弹簧的左端,直到c 木块刚好离开水平地面为止,g 取10 m/s 2.该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是( )图4A .4cmB .6cmC .8cmD .10cm答案 C解析 “缓慢地拉动”说明系统始终处于平衡状态,该过程中p 弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和;最初,p 弹簧处于原长,而q 弹簧受到竖直向下的压力F N1=m b g =1×10N =10N ,所以其压缩量为x 1=F N1k=2cm ;最终c 木块刚好离开水平地面,q 弹簧受到竖直向下的拉力F N2=m c g =1×10N =10N ,其伸长量为x 2=F N2k=2cm ,拉力F =(m b +m c )g =2×10N =20N ,p 弹簧的伸长量为x 3=F k=4cm ,所以p 弹簧的左端向左移动的距离x =x 1+x 2+x 3=8cm.“弹簧类”模型问题中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有如下四个特性:(1)弹力遵循胡克定律F =kx ,其中x 是弹簧的形变量.(2)轻:即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零.(3)弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受到拉力作用,不能受到压力作用.(4)由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变.但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力立即消失.考点二滑轮模型与死结模型问题1.死结模型:如几个绳端有“结点”,即几段绳子系在一起,谓之“死结”,那么这几段绳中的张力不一定相等.2.注意:轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得,而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向.例2如图5所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg 的物体,∠ACB=30°,g取10m/s2,求:图5(1)轻绳AC段的张力F AC的大小;(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向.解析物体M处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力,取C点为研究对象,进行受力分析,如图所示.(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力大小为:F AC=F CD=Mg=10×10N=100N(2)由几何关系得:F C=F AC=Mg=100N方向和水平方向成30°角斜向右上方答案(1)100N(2)100N方向与水平方向成30°角斜向右上方拓展题组4.[滑轮模型]如图6所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O安在一根轻木杆B上,一根轻绳AC绕过滑轮,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端挂一重物,BO与竖直方向夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变夹角θ的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()图6A.只有角θ变小,作用力才变大B.只有角θ变大,作用力才变大C.不论角θ变大或变小,作用力都是变大D.不论角θ变大或变小,作用力都不变答案 D解析滑轮受到的木杆的作用力等于两绳的合力,而两绳的拉力都等于重物的重力,木杆的作用力大小为2mg,方向为与竖直方向成45°角斜向左上方,与θ角无关.5.[死结模型]若例2中横梁BC换为水平轻杆,且B端用铰链固定在竖直墙上,如图7所示,轻绳AD拴接在C端,求:(计算结果保留三位有效数字)图7(1)轻绳AC段的张力F AC的大小;(2)轻杆BC对C端的支持力.答案(1)200N(2)173N,方向水平向右解析对结点C受力分析如图:根据平衡方程F AC·sin30°=MgF AC·cos30°=F BC得:F AC=2Mg=200NF BC=Mg·cot30°≈173N方向水平向右分析绳或杆的弹力时应重点关注的问题(1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是一样的;如果绳子打结,则以结点为界,不同位置上的张力大小可能是不一样的.(2)杆可分为固定杆和活动杆,固定杆的弹力方向不一定沿杆,弹力方向视具体情况而定,活动杆只能起到“拉”和“推”的作用,弹力方向一定沿杆的方向.考点三摩擦力的分析与计算1.静摩擦力(1)有无及其方向的判定方法①假设法:假设法有两种,一种是假设接触面光滑,不存在摩擦力,看所研究物体是否改变原来的运动状态.另一种是假设摩擦力存在,看所研究物体是否改变原来的运动状态.②状态法:静摩擦力的大小与方向具有可变性.明确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向.③牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向.(2)大小的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来判断其大小.②物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力(1)方向:与相对运动的方向相反,但与物体运动的方向不一定相反.(2)F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.例3如图8所示,人重600N,木块A重400N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉轻绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:图8(1)人对轻绳的拉力大小;(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向.甲解析设绳的拉力为F T,木块与地面间的摩擦力为F f A.(1)取人和木块组成的系统为研究对象,并对其进行受力分析,如图甲所示,由题意可知F f A=μ(m A+m人)g=200N.由于系统处于平衡状态,故2F T=F f A所以F T=100N.(2)取人为研究对象,对其进行受力分析,如图乙所示.乙由于人处于平衡状态,故F T=F f人=100N由于人与木块A处于相对静止状态,故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力.由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右,大小为100N.答案(1)100N(2)100N方向水平向右递进题组6.[静摩擦力的分析]如图9所示,用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上,A、B两物体均处于静止状态,下列判断正确的是()图9A.B物体对A物体的静摩擦力方向向下B.F增大时,A和墙之间的摩擦力也增大C.若B的重力大于A的重力,则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力D.不论A、B的重力哪个大,B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力答案AD解析将A、B视为整体,可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上.对B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上,由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向下,A正确;由于A、B两物体受到的重力不变,根据平衡条件可知B错误;A和墙之间的摩擦力与A、B两物体的重力等大、反向,故C错误,D正确.7.[摩擦力的分析与计算]如图10所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4kg的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,绳的另一端水平连接物块3,三个物块重均为50N,作用在物块2的水平力F=20N,整个系统处于平衡状态,取g=10m/s2,则以下正确的是()图10A.1和2之间的摩擦力是20NB.2和3之间的摩擦力是20NC.3与桌面间的摩擦力为20ND.物块3受6个力作用答案 B解析对小球受力分析可知,绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力,由几何关系可知绳的拉力等于20N.将三个物块看成一个整体受力分析,可知水平方向整体受到拉力F 和绳的拉力的作用,由于F等于绳的拉力,故整体受力平衡,与桌面间没有摩擦力,故物块3与桌面间的摩擦力为0,C错误.由于物块1、2之间没有相对运动的趋势,故物块1和2之间没有摩擦力的作用,A错误.隔离物块3受力分析,水平方向受力平衡可知物块2和3之间摩擦力的大小是20N,B正确.物块3受重力、桌面的支持力、物块2的压力、物块2的摩擦力、绳的拉力5个力作用,D错误.摩擦力分析中的“三点注意”(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点四摩擦力的突变问题例4表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块,如图11所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大,最大静摩擦力大于滑动摩擦力),另一端不动,则木块受到的摩擦力F f随角度α变化的图象是下列图中的()图11解析下面通过“过程分析法”和“特殊位臵法”分别求解:解法一:过程分析法(1)木板由水平位臵刚开始运动时:α=0,F f静=0.(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前:木块所受的是静摩擦力.由于木板缓慢转动,可认为木块处于平衡状态,受力分析如图:由平衡关系可知,静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力:F f静=mg sinα.因此,静摩擦力随α的增大而增大,它们满足正弦规律变化.(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时,木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力F fm.α继续增大,木块将开始滑动,静摩擦力变为滑动摩擦力,且满足:F fm>F f滑.(4)木块相对于木板开始滑动后,F f滑=μmg cosα,此时,滑动摩擦力随α的增大而减小,满足余弦规律变化.(5)最后,α=π2,F f滑=0.综上分析可知选项C正确.解法二:特殊位臵法特殊位臵分析过程木板刚开始运动时此时木块与木板无摩擦,即F f静=0,故A选项错误.木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力,且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力,即F fm>F f滑,故B、D选项错误.由以上分析知,选项C正确.答案 C变式题组8.[摩擦力的突变]如图12所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,取g =10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力F f随时间t变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图12答案 A9.[摩擦力的突变]在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,设计了如图13甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙所示,则结合该图象,下列说法正确的是()图13A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)答案ABC解析t=0时刻,传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N,A对;t=50s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5N,同时小车开始运动,说明带有沙的沙桶重力等于3.5N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力,B、C对;此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑动摩擦力3N,故第50s后小车将加速运动,D错.用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意(1)题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题.有时,有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态.(2)静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值.存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值.(3)研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点.高考模拟明确考向1.(2014·广东·14)如图1所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是()图1A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A解析支持力的方向垂直于支持面,因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N处受到的支持力过N垂直于P斜向上,A项正确,B项错;静摩擦力的方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此M处的静摩擦力沿水平方向,N处的静摩擦力沿MN方向,C、D项都错误.2.(2013·北京·16)如图2所示,倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m 的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是()图2A.木块受到的摩擦力大小是mg cosαB.木块对斜面体的压力大小是mg sinαC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sinαcosαD.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g答案 D解析对木块受力分析,如图甲所示,由平衡条件得F f=mg sinα,F N=mg cosα,故A、B 错误.对木块和斜面体组成的整体受力分析,如图乙所示,可知水平方向没有力的作用,C错误.由平衡条件知,F N′=(M+m)g,D正确.3.(2012·浙江·14)如图3所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体.细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连.物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为4.9N.关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是()图3A.斜面对物体的摩擦力大小为零B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上C.斜面对物体的支持力大小为4.93N,方向竖直向上D.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上答案 A解析物体的重力沿斜面方向的分力大小和绳子的拉力相等,所以斜面对物体的摩擦力大小为零,A正确,B错误.斜面对物体的支持力F N=mg cos30°=4.93N,方向垂直斜面向上,C、D错误.4.如图4所示,一串红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜,悬挂绳与竖直方向的夹角为30°.设每个红灯笼的质量均为m ,绳的质量不计,则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为( )图4 A.233mg B .2mg C .4mg D.433mg 答案 D解析 将下面两个灯笼作为一个研究对象,由平衡条件知,F cos30°=2mg ,得F =433mg ,D 正确.5.如图5所示,物体A 、B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮.A 静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B 悬挂着.已知质量m A =3m B ,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,那么下列说法中正确的是( )图5A .弹簧的弹力将减小B .物体A 对斜面的压力将减小C .物体A 受到的静摩擦力将减小D .弹簧的弹力及物体A 受到的静摩擦力都不变答案 C解析 本题考查受力分析和静摩擦力.取A 物体为研究对象进行受力分析:竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的静摩擦力和弹簧向上的弹力.弹簧的弹力等于B 物体的重力,即弹簧的弹力不变,故A 选项错误;正交分解列平衡方程F f +F 弹=m A g sin θ,F 弹=m B g 可知,C 选项正确,D 项错误;根据F N =mg cos θ,当倾角减小时,A 物体对斜面的压力变大,故B 选项错误.6.如图6所示,放在粗糙水平面上的物体A 上叠放着物体B ,A 和B 之间有一根处于压缩状态的弹簧.A、B均处于静止状态,下列说法正确的是()图6A.B受到向左的摩擦力B.B对A的摩擦力向右C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力答案 D解析以物体B为研究对象,物体B受弹簧向左的弹力,又因物体B处于静止状态,故受物体A对它向右的摩擦力,所以A错误;根据牛顿第三定律可知,物体B对物体A的摩擦力向左,所以B错误;把物体A、B视为一整体,水平方向没有运动的趋势,故物体A不受地面的摩擦力,所以C错误,D正确.练出高分一、单项选择题1.如图1所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是()图1答案 A2.如图2所示,杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上,另一端C为一滑轮.重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处,杆恰好平衡.若将绳的A端沿墙缓慢向下移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则()图2A .绳的拉力增大,BC 杆受绳的压力增大B .绳的拉力不变,BC 杆受绳的压力增大C .绳的拉力不变,BC 杆受绳的压力减小D .绳的拉力不变,BC 杆受绳的压力不变答案 B解析 选取绳子与滑轮的接触点为研究对象,对其受力分析,如图所示.绳中的弹力大小相等,即F T1=F T2=G ,C 点处于三力平衡状态,将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形,如图中虚线所示,设AC 段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ,则根据几何知识可知F =2G sin θ2,当绳的A 端沿墙缓慢向下移时,绳的拉力不变,θ增大,F 也增大,根据牛顿第三定律知,BC 杆受绳的压力增大,B 正确.3.如图3所示,两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在下面弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧.在此过程中下面木块移动的距离为( )图3A.m 1g k 1B.m 2g k 2C.m 1g k 2D.m 2g k 1答案 C解析 在没有施加外力向上提时,弹簧k 2被压缩,压缩的长度为:Δx =(m 1+m 2)g k 2.在用力缓慢向上提m 1直至m 1刚离开上面弹簧时,弹簧k 2仍被压缩,压缩量为Δx ′=m 2g k 2.所以在此过程中,下面木块移动的距离为:Δx -Δx ′=m 1g k 2,故选C. 4.如图4所示,一斜面体静止在粗糙的水平地面上,一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑,可以证明此时斜面体不受地面的摩擦力作用.若沿平行于斜面的方向用力F 向下推此物体,使物体加速下滑,斜面体依然和地面保持相对静止,则斜面体受地面的摩擦力( )图4A .大小为零B .方向水平向右C .方向水平向左D .大小和方向无法判断 答案 A解析 由题知物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时,斜面体不受地面的摩擦力作用,此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面体的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力.若沿平行于斜面的方向用力F 向下推此物体,使物体加速下滑时,物体对斜面体的压力没有变化,则对斜面体的滑动摩擦力也没有变化,所以斜面体的受力情况没有改变,则地面对斜面体仍没有摩擦力,即斜面体受地面的摩擦力为零.5.如图5所示,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).质量为1kg 的滑块以初速度v 0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力F 随时间变化的图象是下图中的(取初速度v 0的方向为正方向,g =10m/s 2)( )图5。